FBG para estrutura de engenharia civil

O monitoramento estrutural da engenharia civil é o campo mais ativo dos sensores de grade de fibra. Para pontes, minas, túneis, barragens, edifícios, etc., medindo a distribuição de deformação das estruturas acima mencionadas, as cargas locais e condições das estruturas podem ser previstas, o que é conveniente para manutenção e monitoramento de condições. Sensores de grade de fibra podem ser afixados na superfície da estrutura ou incorporados na estrutura antecipadamente para realizar detecção de impacto, controle de forma e detecção de amortecimento de vibração na estrutura ao mesmo tempo, e também para monitorar os defeitos da estrutura. Além disso, vários sensores de grade de fibra podem ser conectados em série para formar uma rede de sensores para realizar a detecção quase distribuída da estrutura e controlar remotamente o sinal do sensor através de um computador.

Uma das estruturas de construção que os sensores de grade de fibra podem detectar são pontes. Na aplicação, um grupo de grades de fibra é colado à superfície das nervuras compostas da ponte, ou um sulco pequeno é aberto na superfície da viga, de modo que o núcleo nu da grade seja incorporado no sulco (para proteção). Se for necessária proteção mais completa, é melhor incorporar a grade nas nervuras compostas ao construir a ponte. Ao mesmo tempo, a fim de corrigir a tensão causada pelo efeito da temperatura, um braço do sensor com tensão e temperatura separadas pode ser usado, e estes dois braços podem ser instalados em cada feixe.

Duas grades de fibra com o mesmo comprimento de onda central substituem o espelho do interferômetro Fabry-Perot para formar um interferômetro Fabry-Perot totalmente fibra (FFPI), que usa baixa coerência para minimizar o ruído da fase de interferência. Um método realiza medição de deformação dinâmica de alta sensibilidade. Use FFPI para combinar os outros dois FBGs. Uma das grades é usada para medir a tensão, e a outra é protegida (do estresse) para medir e corrigir o efeito da temperatura. Ao mesmo tempo, a medição de três quantidades: temperatura, deformação estática, deformação dinâmica instantânea. Este método combina a coerência do interferômetro e as vantagens do sensor de grade Bragg de fibra. Dentro da faixa de medição de 5mε, alcança uma precisão de medição de deformação estática inferior a 1µε, sensibilidade à temperatura de 0,1°C e uma sensibilidade de deformação dinâmica inferior a 1nε/(Hz)1/2.